Hvad er astronomisk billedbehandling?
Astronomisk billedbehandling er en metode til oprydning af billeder taget af rumteleskoper eller fremhævning af elementer i billederne, så visse stjernefunktioner bliver mere fremtrædende. Billedbehandlingsteknologi til at gøre dette involverer både filtre og anden indbygget teleskopeteknologi, der er kendt som billedforarbejdning, og arbejde på billedet bagefter ved hjælp af software til at øge opløsningen af objekter i rummet og skærpe andre aspekter af billedet. Mens billedredigering varierer afhængigt af forskningsfokus og hvad der ønskes til slutresultatet af billedet, involverer teknikker adskillige standardmetoder.
Rutinemæssig astronomisk billedbehandling involverer først en række grundlæggende trin. Billedkalibrering, justering og støjreduktion er alle vigtige for mange typer astronomiske billeder. Kalibrering kræver fjernelse af uønskede data eller signaloptagelser fra billeder, når de tages, så det, der studeres, kan optages mere tydeligt.
Tilpasning og stabling af billeder oven på hinanden med software ved hjælp af faste referencepunkter kan bruges til at øge billeddataens kvalitet og densitet. Dette involverer processer som dem, der bruges af den USA-baserede National Aeronautics and Space Administration (NASA) kaldet Drizzle-teknikken, der arbejder på billeder taget fra Hubble-rumteleskopet. Drizzle-teknikken skærper billeder ved at stable flere prøver oven på hinanden for at skabe en opløsning med en densitet på pixels, der er højere end et enkelt billede alene.
Billedbehandlingsalgoritmer i software letter også støjreduktion. Rumbaserede billeder kan have tilfældig støj fra strålingseffekter eller lysreflektioner fra Jorden, og flere metoder bruges til at filtrere dette ud. En lavpasmetode reducerer højfrekvent støj, hvor kantudjævning vil eliminere afvigelser i et billede, der ligner objekanten, men faktisk bare er forvrængninger.
De fleste astronomiske fotos optages i en række grå toner ved hjælp af en opladningskoblet enhed (CCD), som ikke desto mindre indeholder farvedata indlejret i billedet. Dette nødvendiggør behovet for en astronomisk billedbehandlingsmekanisme for at fokusere billedet på et område af interesse. Billedvisualiseringsteknikker gør dette ved at anvende en lang række filtre til at fremhæve bestemte områder af et billede og minimere andre. Disse inkluderer at ændre sådanne elementer i et billede, ligesom dens luminanskvaliteter, samt filtre til de primære farver i rødt, grønt og blåt lys, for brintgaseffekter i rummet og mere.
Billedfiltrering, der bruges ved astronomisk billedbehandling, er afstemt til specifikke bølgelængder af lys og er normalt designet til at være bredbånd eller smalbånd i funktion. Bredbåndsfiltre gør det muligt at registrere mange bølgelængder af lys, såsom alle variationerne på en rødfarve i det synlige spektrum. Et smalbåndsfilter blokerer alt lys bortset fra det med normalt en karakteristisk bølgelængde, der filtreres ned til niveauet for et par nanometer eller milliarddele af en meter. Når man studerer forskellige områder i rummet, som f.eks. Galakser, vælges et bredbåndsfilter, mens bestemte stjernebjekter som planeter, stjerner eller asteroider i stedet kan være i fokus for et bestemt smalbåndsfilter.
Mange fotos af objekter i rummet har gennemgået en stor mængde redigering, før de frigives til medierne efter astronomisk billedbehandling. Da astronomisk forskning fungerer detaljeret med billeder i grå skala, konstrueres en ægte farve-repræsentation af området i rummet efter dette ved at tildele farver baseret på bølgelængderne i lyset i billedet ved hjælp af softwareværktøjer. Også offentlige billeder kan ofte være sammensat af falske farver, der er valgt til deres evne til at forbedre den æstetiske eller skarpe kvalitet af objekter i billedet.